基于PLC的燃气锅炉自动控制系统设计与应用

基于PLC的燃气锅炉自动控制系统设计与应用

作者：方金

来源：《科学与信息化》2018年第07期

摘 要 本论文首先对PLC自动控制系统进行概述，对其可靠性、扩展性、维护性、操作性等主要特点进行分析论述，而后对燃气锅炉自动控制系统的硬件部分以及软件部分进行分析，最后列举了PLC自动控制系统的相关应用，旨在为PLC研究人员提供参考的依据。 关键词 PLC；燃气锅炉；自动控制系统；应用 1 PLC自动控制系统概述

PLC，即为可编程控制器。由于其具有非常强大的功能而在我国的工业行业当中得到了广泛的使用，为我国工业的发展提供了一定的贡献。PLC具有诸多功能特点，具体表现为可靠性、扩展性、维护性以及操作性，以下则是对各个特点的具体分析。 1.1 可靠性

针对PLC来说，其主要组成部分便是CPU，而CPU性能的强大或者弱小，会直接对PLC的可靠性产生一定的影响。通过对大量的实例进行研究分析，发现市场当中存在的主要进口PLC内部的CPU大都为工业专业级的处理器，同时组成PLC的其他部分的元器件也是由专业的生产厂家进行定向供应。另外，对于PLC的电源方面，其电源模块是经过大量的实验研究最终设计得出，在PLC运行期间不仅产生的能耗比较低，同时也具备较强的抗干扰能力。例如，PLC在运行期间由于操作要求需要进行变频调速，而在此期间其也能够确保运行的稳定性以及可靠性。 1.2 扩展性

由于PLC的主要作用是对各个系统进行控制管理，而系统在运行的过程当中会受到各种因素的影响而需要增加系统的功能。针对PLC来说，增加功能的流程相对简单，只需要在PLC当中加入一个新的模块，同时对现有的程序进行适当的调整就能完成系统功能的添加。与传统的系统重新设计模式进行比较，基于PLC能够在一定程度上提高系统的开发效率，具有非常强的扩展性。 1.3 维护性

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

通常来说，PLC具有比较强的维护性。其自身拥有自我诊断的能力。如果系统在运行阶段出现故障问题，可以借助于PLC对发生的故障进行诊断处理，同时为后期检修人员的工作提供相应的数据参数。而如果系统产生的故障问题是由于程度设计不合理而造成的，则检测人员可以利用PLC作为调试工具，相对高效的找出程序出现问题的区域，并且进行诊断处理，提高系统的修复效率。 1.4 操作性

当前阶段，大部分PLC的控制终端支持触摸式操作，并且能够为操作人员提供较为全面的管理界面，进而帮助操作人员以相对直观的方式对系统的各个操作进行管理，提高操作人员的工作效率，降低了系统对于操作人员专业素质的要求[1]。 2 基于PLC燃气锅炉自动控制系统的构建

一般来说，燃气锅炉因为具有体积相对较小，生产作业阶段产生的噪音比较低，燃烧效率相对较高同时能够实现自动化管理控制的优势，被我国的电力行业以钢铁冶金行业进行了广泛的运用。近年来，伴随着科学技术的不断发展，人们对于燃气锅炉的控制管理又提出了新的要求，促使其能够以安全生产的状态提高作业效率。而利用PLC自动控制系统实现燃气锅炉的控制，有助于达到预期的目标。 2.1 系统硬件部分

PLC自动控制系统的硬件设备主要分为三个方面。首先，监控计算机。本系统采用的戴尔酷睿八核处理器，8G存储器，1024G硬盘。第二，现场控制单元。现场控制单元主要包含西门子S7-400PLC、数据采集模块、输出模块以及执行机构。其中，西门子S7-400PLC的功能比较强大，主要运用于中高性能的控制管理范围，能够对不同复杂程度的控制任务要求做出正确的回应。此款可编程控制器具有非常强的操作性，扩展性，能够在实际自动化的生产当中起到相应的作用。第三，则是现场数据采集系统。主要包含温度传感器、水位传感器、压力传感器、内部监视器、流量计、分析仪等设备。通过利用RS485帮助监控中心与现场控制单元之间建立联系的桥梁，促使数据传输阶段的稳定性以及精确性。 2.2 系统软件部分

基于Windows操作系统，采用Visual Basic驱动语言实现相关工程的设计开发工作。此外，可以设计出高效的人机互动界面。 3 PLC自动控制系统的相关应用 3.1 燃烧控制系统应用

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn

作为燃气锅炉日常运行作业的主要部分，燃烧系统的稳定性以及高效性直接影响了燃气锅炉的作业质量。对于燃烧系统而言，其主要作用是实现主汽压力的调节管理，基于内部燃烧锅炉内部主汽压力的实际变化状态，在最短时间内控制调整燃气调节阀的开度，继而提高燃气锅炉内部燃料的使用效率。另外，也能够控制送风机入口处的挡板开度，进而保证内部的空气含量能够达到最佳的反应配比。主汽压力PID调节器能够实现定量设置燃气输出值，而后利用压力传感器将蒸汽压力的检测参数值传递至PLC自动控制系统，通过与预先设置的数值进行比较，进而将其作为前馈信号在燃气调节回路当中得到运用。通常来说，假设蒸汽压力值比较低，则可以调整调节阀的开度进行增加蒸汽压力，而假设蒸汽压力过高，则可以利用降低调节阀的开度对内部的蒸汽压力进行减少，最大程度的保证蒸汽压力值处于预先设置的压力值中。 3.2 炉膛负压控制系统应用

炉膛负压是影响燃气锅炉正常运行的重要参数，通过对炉膛负压的参数值的分析研究，能够确定当前阶段炉膛内部燃烧工况是否处于稳定的状态。因此，需要在燃气锅炉的生产作业阶段，加强对炉膛负压参数的监控力度。假设燃气锅炉运行过程当中，炉膛负压的参数值比较大，则会存在较大概率增加漏风量，进而导致排烟量的损失不断增加，不利于确保锅炉运行的经济效益。而假设炉膛负压的参数值比较低，则极易造成炉膛向外界进行喷火现象，严重影响施工现场的操作人员自身的人身安全问题以及周围生产设备的财产损失问题。 4 结束语

综上所述，近年来，伴随着我国社会经济水平的不断提高，促使我国工业得到了进一步的发展，燃气锅炉的使用频率也在不断提升。为了在工业生产作业阶段加强对燃气锅炉的控制力度，人们逐渐借助于PLC自动控制系统对燃气锅炉进行监控管理。通过PLC自动控制系统，能够实现对相关参数信息的实时传递，同时借助于人性化的操作界面，帮助操作人员以更加高效的方式进行相关工作的执行，不仅提高了燃气锅炉的日常管理效率，同时增加了燃气锅炉所产生的增肌效益，有利于工厂的高速发展。 参考文献

[1] 裴荣雅.燃气锅炉自动控制系统实现与应用研究[J].工程技术研究，2017，（01）：87，.